增强现实（AR）将提前在汽车抬头显示器（HUD）上实现

本文来自柴火空间早期孵化的硬件团队「光晕 HUD」投稿。

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下一代计算平台 VR/AR 上，汽车行业还会再次缺席吗？

在高盛近期的报告《VR 与 AR：解读下一个通用计算平台》中，高盛列出了虚拟现实（VR）与增强现实（AR）的 9 大应用领域：视频游戏、事件直播、视频娱乐、医疗保健、房地产、零售、教育、工程和军事——没有提及汽车行业。

汽车行业发展百年来，从一开始集人类科技结晶于一身的时代领头羊，渐渐变成一头步履缓慢的机械恐龙，始终慢了科技时代一拍——去数数，还有多少今年出厂的新车上还安装着 CD 机吧！

理所当然般，在大家展望激动人心的下一代计算平台 VR/AR 时，汽车行业被漠视了。

当然这也与汽车的特殊工具性有关：动辄 10 年以上的使用周期，再崭新锃亮的车漆也会花去；动辄关乎生死的安全要求，再先进的产品设计请先在车厂测试三五年再说。

但是我们也应该看到，目前汽车行业在飞快的互联网地倒逼之下，其步履也加快了起来，比如车厂们纷纷拥抱 Apple、Google、百度、腾讯和阿里等的车联网方案。

而在 VR/AR 领域，汽车行业这次可是赶了个早，积极跨入这激动人心的新计算平台呢！

从上图看到，VR/AR 已经被汽车行业尝试应用在产业链各个阶段：

汽车设计： 福特的「Immersion Lab」实验室使用 HMD 和超高清显示器，利用虚拟现实设计新型 GT 超跑，检查汽车的结构、机械和电子系统，设计从方向盘的操作到仪表盘界面的位置；

汽车生产： 奥迪的 CAVE 工作室推出的「虚拟装配线校验」技术，利用 3D 投射影像、「MYO」前臂环检测手势、Kinect 采集工人位置，允许工人在三维虚拟空间内完成实际产品装配工作的预估和校正；

汽车售前： 奥迪与 Oculus 合作，共同推出了 VR 选车服务，模拟用户坐在车里的真实场景，还特别拉上音箱品牌 Bang & Olufsen，在声音模拟上也更为贴近真实环境；另外，法拉利也曾推出过一款 iPad 应用，可在展厅中对一台法拉利跑车替换车身颜色、观察传动系统内部结构等等；

汽车驾驶： 本田早在 2015 年就推出了一款「WANDER STAND」概念车，该车的突出特点就是其 AR 挡风玻璃，可以在玻璃上加载各种有用的信息帮忙驾驶；同时本田今年也申请了跟 AR 挡风玻璃相关的专利；而宝马与高通合作，推出了一款适用于宝马 MINI 的 AR 眼镜，通过该眼镜不但能获得行车相关信息，还可以获取周边 POI 信息以及短信消息提醒等；

驾驶体验：具有社会责任感的丰田利用 Oculus Rift、车辆方向盘以及音箱系统，搭建了一套名为「TeenDrive 365 的系统」，该系统主要面向青少年，希望帮助青少年锻炼出一些必要驾驶技能；另还有一套「分心驾驶模拟器」系统，用来考验驾驶员专注驾驶的能力；

汽车售后：韩国现代将推出融入了增强现实技术的电子使用手册，利用增强显示技术，用户只要拿起手机或平板对准车子，就能自动识别车子部位，并给出相关信息；

以上足以说明汽车行业对 VR/AR 的热情。其实，传统汽车厂商这次对 VR/AR 新计算平台如此的上心，也是因为它的确方方面面贴近汽车的各个领域。甚至 VR/AR 技术在有些汽车应用场景上有着先天优势和需求——比如汽车驾驶。

汽车驾驶是 AR 的一个天然应用场景

简单地说，VR 看到的都是虚拟影像，AR 看到的是虚实结合景象，在汽车驾驶这种要时刻关注实际环境的情况下，VR 是无法适用的，所以我们接下来只讨论 AR。

驾车时，AR 技术可以让我们获取更多的信息，并提高驾驶安全性。

在目前的开车过程中，我们眼光游动在前挡风玻璃外、左右中后视镜、中控仪表盘和车机屏幕上。哦，还有手机屏幕上。哦，记得切线的时候还要扭头看盲区哦！

累吧？！那么想象一下，当以上所有信息内容，都汇集到你眼前，你只需要专注于前面一块屏就可以处理各种事情时，将是多么轻松愉快的一件事情啊！

前文提到了本田申请了 AR 挡风玻璃专利技术，其实有关 AR 的车载应用讨论早就融入到抬头显示器 HUD 中，譬如：

路虎的透明引擎盖——直接在车窗上显示引擎盖下面的路面；

WayRay 的全息导航 HUD——将导航信息贴合路面；

宝马 MINI 的 AR 眼镜——通过该眼镜，可以实现透明 A 柱、车门，全景泊车，HUD 信息显示等； 

除了说 AR 确实是汽车驾驶的痛点需求，反过来汽车也是 AR 应用的一个绝佳场所，汽车上天生就绕开了 AR 技术上的一些难点：不用刻意小型化、没有电池之忧、挡风玻璃超大屏、即时定位等。

AR 需要强大的机器视觉和三维空间构建运算能力，其对应硬件体型和耗电量都不会小，但是在车上这个问题是没那么严峻的，你看特斯拉引擎盖下面不正空着的吗？摆个大主机应该还是绰绰有余。

AR 显示上面，驾驶员面前那块巨大的挡风玻璃不正是一块绝佳的透明显示屏吗？不管需要特殊材质也好、镀膜也好，影像通过投射上去还是直接显像也好，从技术上来说都已经有一定的解决方法。

至于 AR 所必须的即时定位和空间感知能力，无人驾驶车其实也早已验证过了。

听起来是不是很美好？

好吧，得承认以上问题只是 AR 一箩筐难题里面的一点点，实际上在车上有些问题会更严重：无法应用数字光场技术、室外复杂的光照和环境等。

Magic Leap 的数字光场技术目前看起来是最有希望完美解决 AR 显示问题的，但是除非上车就戴上一副眼镜，否则远距离往视网膜直接投射整个数字光场还是个更遥远的事情。

而无论 Magic Leap 还是 Hololens 目前都只是应用在室内的单调环境，都需要事先扫描整个房间以进行位置和地图构建，那么针对道路上快速变化的窗外环境和光线，要实时重建三维甚至四维空间简直是无法想象的计算量吧。

另外，窗外现实物体识别和追踪、眼动跟踪等等也都较之头戴式 AR 更为复杂。

说到这里，心又冷了下来？

罗马不是一天建成的，较之虚拟现实 VR 来说，增强现实 AR 的确是一个更为困难的命题，不过提前在车上体验 AR 却并不是遥不可及的，因为现在我们已经有个合格的 AR 车载硬件——抬头显示器 HUD。

汽车 AR 将最早实现在抬头显示器 HUD 上

先提一句——很多 HUD 设备所使用的 DLP 光机，正被微软 AR 头盔 HoloLens 所采用，同样都是通过投射方式将虚拟内容投射到眼前的透镜上。

但是目前绝大多数 HUD 厂商，却远远没有意识到车载 HUD 的真正意义，简单地将其当做一款普通车载硬件，继续按着」鸡肋「产品——智能后视镜的思路在做 HUD，希望再次做个爆款」鸡肋「，最后大家再来打价格战。

而相较于其他 HUD 厂商的不思进取，一年前深圳市光晕网络科技开始打造的 Halo Hud 就按着完全不同的思路在探索着。

如上图所示：

1. 从一开始，Halo Hud 就坚持采用悬挂式 HUD，相比于多如牛毛的中控台 HUD，这种方式的确机构更复杂，产品难度更大，但是其将透镜直接摆在驾驶员的眼前，更接近头盔式 AR，更符合 AR 的视角要求；

2. 同时，Halo Hud 就拥有前置光学摄像头 A，其视角覆盖车头外广阔区域，当然某些中控台 Hud 也装了个摄像头，不过想一想它本身的摆放位置，估计主要是用来拍摄汽车引擎盖的；

3. 在车内空间，Halo Hud 就拥有朝下的红外深度摄像头 B，其视角覆盖从眼部到方向盘上的手部。

同时，Halo Hud 也拥有 GPS/陀螺仪/惯性传感器等多种传感器，你看，这配置跟谷歌自动驾驶无人车之间就差个激光雷达了……

所以从一开始，Halo Hud 就拥有一款基础 AR 设备的硬件条件。

AR 机器视觉算法上，光晕网络科技一直以来都将整个公司资源倾斜其上，从坚持自己做手势识别算法开始，扎实地进行相关技术储备，建立自己的算法团队。曾因为这个，被很多投资人放弃，认为不务正业——「明明是个硬件公司，不想着赶紧出货，却花那么大代价做算法？」。

（但也正因为这种坚持，光晕网络科技在去年 10 月被远不止于一个智能硬件公司的估值投资了。）

Hud 软件上，目前大部分 Hud 厂商或者只显示一些简单的导航图标，单调枯燥；或者简单地将手机导航界面直接投射出来，全然不顾对驾驶者的严重干扰。而光晕网络科技目前正致力于研发一套名为 ARWay 的系统，基于现有的导航数据，即可做到全新的、更适合 Hud 显示方式的导航 AR 效果。

做车载智能硬件很难，AR 技术更难，但是不代表我们只能等着 AR 技术成熟后才扑上去，只是做做简单的集成，打打价格战而已。

看到 AR 趋势，作为汽车智能硬件的从业者，认真地做好规划，积累技术，适时推出相关产品去验证市场和调整体验，既是从业者的责任，也真正代表了业界先进生产力。